Conform Mediafax: Noi ceasuri nucleare, capabile să măsoare timpul cu o precizie revoluționară, au fost prezentate de echipe de cercetători din Viena și Beijing. Aceste noi dispozitive, descrise în două studii publicate recent în revista Nature, promit să depășească performanțele celor mai bune ceasuri atomice existente, deschizând uși către aplicații tehnologice avansate și noi frontiere în fizică.

Ce este, de fapt, un ceas nuclear?

Denumirea de „ceas nuclear” poate crea confuzie, sugerând o dependență de reacții nucleare. În realitate, aceste ceasuri funcționează prin interacțiunea unui laser cu nucleul unui atom. Ambele prototipuri dezvoltate, unul la Viena și altul la Beijing, utilizează un izotop al toriului, toriu-229, imobilizat în cristale solide de fluorură de calciu.

Diferența fundamentală față de ceasurile atomice tradiționale constă în mecanismul de măsurare. În timp ce ceasurile atomice convenționale se bazează pe tranzițiile energetice ale electronilor din jurul nucleului, ceasurile nucleare direcționează laserul spre nucleul atomului, interacționând direct cu protonii și neutronii. Această abordare vizează atingerea unei precizii sporite, deoarece nucleul atomic este mult mai mic și mai dens.

De ce contează o precizie atât de mare?

Precizia extraordinară a ceasurilor atomice actuale, care ar devia doar o secundă după miliarde de ani, stă la baza multor tehnologii pe care le utilizăm zilnic. Sistemele de navigație prin satelit, rețelele de comunicații globale, inclusiv internetul și rețelele mobile, precum și transmisiile prin fibră optică, depind critic de sincronizări extrem de precise. Un ceas nuclear perfecționat ar putea amplifica și mai mult acuratețea acestor sisteme.

Pe lângă îmbunătățirea tehnologiilor existente, cercetătorii anticipează că ceasurile nucleare ar putea fi mai compacte și mai puțin sensibile la factori externi decât unele ceasuri atomice de înaltă performanță. Thorsten Schumm, fizician la Universitatea Tehnică din Viena, a subliniat potențialul acestor dispozitive în domenii precum navigația prin satelit, sincronizarea transferurilor de date și măsurătorile de înaltă precizie.

Viena și Beijing au ajuns la aceeași țintă

Faptul că două echipe independente au reușit să dezvolte, aproape simultan, tehnologii similare este un indicator important al potențialului conceptului. Cercetătorul chinez Shiqian Ding, de la Universitatea Tsinghua, a afirmat că rezultatul comun demonstrează viabilitatea ideii și că aceasta nu se bazează pe o singură abordare experimentală.

Echipele din Viena și Beijing au adoptat metodologii diferite, dar există posibilitatea ca tehnologiile lor să se completeze reciproc. Ceasul vienez dispune de cristale de toriu cu proprietăți optice superioare și o concentrație mai mare, în timp ce echipa din Beijing a dezvoltat un laser mai puternic. Unirea acestor componente ar putea duce la crearea unui ceas nuclear semnificativ mai performant, conform declarațiilor lui Schumm.

Una dintre cele mai spectaculoase perspective de aplicare ale acestor ceasuri nucleare ar putea fi în căutarea materiei întunecate, unul dintre misterele neelucidate ale universului. Echipa din Viena a utilizat noul prototip într-un experiment menit să detecteze semnale subtile ale interacțiunii materiei întunecate cu materia obișnuită. Deși experimentul nu a detectat materia întunecată, a demonstrat capacitatea ceasului nuclear de a efectua măsurători la nivelul celor mai performante ceasuri atomice existente.

Pentru comunitatea științifică, construirea acestor prototipuri reprezintă un pas uriaș înainte. Ceea ce a fost timp de decenii doar un concept teoretic, acum prinde contur în laborator. Schumm consideră că aceste realizări deschid accesul „la un univers complet nou al fizicii”.

Sursa: Mediafax